EQUALIZZATORE GRAFICO
A 5 BANDE
come da titolo vi propongo un EQUALIZZATORE GRAFICO A 5 BANDE presentato da 2 miei amici (Stefanelli Luca Galassi Filippo frequentanti la 5^B eletronica) come area di progetto a scuola nell anno scolastico 2009-2010
Descrizione
L’area di progetto che presentiamo è un accessorio molto diffuso e utile per l’audio di qualità: un equalizzatore grafico a 5 bande. Questo semplice circuito è in grado di tagliare 5 intervalli di frequenza, attraverso dei filtri passa banda:
1. 5Hz - 130Hz (bassi)
2. 60Hz - 600Hz (medio bassi)
3. 200Hz - 2800Hz (medi)
4. 900Hz - 9000Hz (medio alti)
5. 4000Hz - 40000Hz (alti)
Ogni filtro per applicazioni audio possiede una frequenza denominata “di incrocio”: ogni frequenza è determinata variando il valore delle due resistenze e dei due condensatori posti tra il cursore di ogni potenziometro e l’ingresso invertente del secondo op-amp (miscelatore-amplificatore).
Per esempio, la frequenza di incrocio del primo filtro (bassi) è 40Hz:
prendiamo come valore fisso di fondo scala 1MΩ R6 e R7 sono 100KΩ, cioè 0.1MΩ C7 e C8 sono 39000pF
Il calcolo è: 1/(2·π·R·C) = 1/(6.28*0.1MΩ*39000pF) = 40.8Hz approssimato a 40Hz Svolgendo i calcoli per tutti e 5 i filtri, le frequenze di incrocio sono:
1. 40Hz bassi
2. 155Hz medio-bassi
3. 625Hz medi
4. 2500Hz medio-alti
5. 10000Hz alti
Le schede realizzate sono 2 (identiche) in quanto il progetto preso come spunto era in versione mono (cioè in grado di pilotare un solo amplificatore di potenza), mentre invece tutte le attuali applicazioni (mixer, computer, lettori mp3, ecc...) lavorano con segnali stereo, cioè richiedono 2 canali (Left – Right), che noi abbiamo deciso di chiamare A – B. In figura è mostrato il pannello di controllo dell’equalizzatore, con a sinistra il canale A, a destra il canale B.
i 5 filtri come si puo notare nello schema sono tutti di tipo RC
Ogni filtro è caratterizzato da un potenziometro da 10KΩ (R4; R8; R12; R16; R20) che permette di variare il rapporto di partizione del filtro, e quindi il guadagno/attenuazione nella banda regolata (da -8dB a +8dB). Ruotando verso sinistra (senso antiorario) il potenziometro il segnale è attenuato, mentre ruotando verso destra (senso orario) il segnale è amplificato.
Il potenziometro, nella posizione centrale (0), non amplifica e non attenua, cioè il segnale in ingresso viene riportato in uscita senza alcun tipo di variazione. Questo equalizzatore è particolarmente adatto ad un uso casalingo (collegato al proprio stereo di casa) in quanto la sua precisione non è quella richiesta da un uso professionale come puo’ essere quello in una discoteca. Le sue caratteristiche però sono in grado di correggere piccoli disturbi, provocati da mobili e/o tende che assorbono (e quindi attenuano) alcune frequenze dell’audio.
Il circuito prevedeva l’utilizzo di 2 op-amp TL081: il primo come “voltage follower”, cioè convertitore “alta impedenza bassa impedenza” di tipo invertente, realizzato come un
amplificatore invertente che guadagna -1. Il secondo op-amp invece ha la funzione di miscelatore- amplificatore dei 5 segnali in uscita dai filtri: è un sommatore invertente che guadagna 10. L’impiego di 2 integrati per una scheda così semplice ci è sembrato eccessivo, sia per problemi di spazio sia per problemi di costo: abbiamo quindi deciso di sostituirli con un integrato LM358 contente 2 op-amp identici a quelli del progetto originale.
Riportiamo di seguito la disposizione della scheda a circuito stampato che abbiamo realizzato con tutti i componenti, oltre che la top view e bottom view del layout realizzato con Orcad:
Disposizione componenti della scheda:
Top view della scheda:
Bottom view della scheda:
Per alimentare il circuito è necessaria un’alimentazione fra +10 e +30V DC. E’ stato realizzato con un trasformatore (220V RMS AC18V RMS AC) e da un ponte a diodi e un condensatore, che raddrizzano e filtrano sino ad ottenere 25V DC circa. In uscita è stato inserito uno stabilizzatore di tensione (LM7812) per ottenere +12V regolati.
Riportiamo di seguito un piccolo schema riassuntivo delle specifiche tecniche:
• Tensione alimentazione da 10 a 30 V.
• Corrente assorbita da 4 a 6 mA.
• Banda passante da 5Hz a 80KHz
• Distorsione massima 0,01%
• Massima attenuazione -8dB
• Massimo guadagno +8dB
IL PROGETTO è STATO RIPORTATO PARI PASSO DA UN FASCICOLO STAMPATO DA 2 MIEI AMICI:
Stefanelli luca e Galassi filippo i quali mi hanno fornito l'autorizzazione della messa on line della loro ADP purchè venissero citati nel sito e venissero mantenute tutte le descrizioni cosa che ho fatto
